介绍

 

《自动控制原理》课程是电气信息工程学院自动化专业、电气工程及其自动化专业的一门专业基础课。本课程全面地阐述了自动控制系统的基本理论和方法,包括线性定常系统、采样控制系统、非线性系统的分析、设计和应用。本课程不仅具有很强的基础理论性,还具有较强的实践性,注重理论和实践的密切结合。因此,本课程对培养学生的基础理论和辩证思维能力起着非常重要的作用,又培养学生建立理论联系实际的科学观点和提高综合分析的能力。

淮南师范学院学院自2006年设立自动化本科专业以来,就开设了《自动控制原理》课程,2008年组建了自动控制理论教学小组。为了适应专业调整和我校重点学科的发展,教学小组不断进行教学改革和更新教学内容,进而又开设了《现代控制理论》课程。在多年教学工作中,教学小组经常性地开展教学研讨活动,密切注视国内外控制理论在教育与科技方面的进展,定期召开会议,制定教学大纲,有计划、有针对性地组织观摩教学和教学研究活动,取得了显著的成效。针对我校重点学科发展的需要和突出专业特色,《自动控制原理》课程选用首届国家级教学名师胡寿松主编、科学出版社出版、曾获三次国家级教学成果二等奖、十一五十二五国级级规划教材《自动控制理论》。为改善实验教学条件,教学小组在自控原理实验箱实验的基础上,增加了运用MATLAB软件进行控制系统分析与设计的仿真实验,极大地方便和改善了课程实验教学的条件。

本课程全面系统地介绍线性定常系统、非线性系统以及采样控制系统的分析和设计方法。通过学习,重点在于掌握反馈控制系统的基本理论与基本方法,深入了解自动控制系统的基本原理和构成,掌握自动控制系统的基本问题并能够根据生产实际的要求,具备较强的分析和设计自动控制系统的能力。主要内容如下:

线性定常系统主要讲述以下三方面内容:控制系统数学模型描述方法详述数学模型作为理论研究的重要意义,着重对传递函数分析和基于结构图、信号流图的数学模型的简化方法进行详细讨论。三种系统分析方法有时域分析法,根轨迹法和频率分析法。时域分析法重点对系统的稳定性、快速性和准确性的分析方法进行讨论;根轨迹法介绍根轨迹作图的基本内容;频率分析法对频率法作图、分析的原理进行详细讨论,并给出幅值穿越频率、相位裕量等频域指标的分析计算方法。控制系统的校正方法主要介绍工程上常用的频率法校正,对反馈校正、复合校正也作了介绍,并给出各种校正装置的设计方法和性能指标的验算方法。

采样控制系统主要讨论了Z变换理论对离散信号的分析基础,指出了应用线性理论分析系统性能的方法与连续系统的相似性,并重点介绍数字控制器的直接设计方法。

非线性系统分析介绍工程实际中常见的非线性特性及基于描述函数法和相平面法的分析方法,以及改善非线性系统性能的方法。